裝配式住宅設(shè)計(jì)要點(diǎn)與分析摘要：住宅是一種常見的建筑，需要滿足建筑使用功能和舒適性。本文以深圳某項(xiàng)目為例系統(tǒng)闡述裝配式住宅裝配式設(shè)計(jì)要點(diǎn)，包括裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、裝配式建筑裝飾裝修設(shè)計(jì)、裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、BIM設(shè)計(jì)及裝配式關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。此項(xiàng)目為今后類似裝配式建筑設(shè)計(jì)與建造做出積極探索，可以為以后同類項(xiàng)目提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：裝配式住宅；高層裝配式建筑；裝配式設(shè)計(jì)；KeypointsandanalysisofthedesignofprefabricatedhouseWangChunAbstract:residenceisakindofcommonbuilding,whichneedstosatisfythefunctionandcomfortofbuilding.Thispapertakestheearlystart-upprojectofwesternlogisticscompanyasanexampletoelaboratethekeypointsofassemblydesignofprefabricatedhousingsystematically,includingthestandardizeddesignofprefabricatedbuilding,decorationdesignofprefabricatedbuilding,prefabricatedstructuredesign,BIMdesignaswellaskeynodedesign.Thisprojectwillmakeapositiveexplorationforthedesignandconstructionofsimilarprefabricatedbuildings,andprovidevaluableexperienceforsimilarprojectsinthefuture.Keywords:Prefabricatedhouse;high-riseprefabricatedbuilding;prefabricateddesigning0引言隨著建造技術(shù)地發(fā)展，建筑不僅要滿足使用功能，更需要提升品質(zhì)，提高用戶體驗(yàn)。裝配式建筑不僅能滿足舒適度要求，還能更加環(huán)保、綠色、節(jié)能。裝配式建筑與傳統(tǒng)方式相比，受自然環(huán)境的影響少，能縮短工期，施工質(zhì)量更可控；在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)具有精度高、質(zhì)量高的特點(diǎn)；能有效減少建筑垃圾，節(jié)水節(jié)電節(jié)材環(huán)保；防水效果更好，增加使用面積。目前裝配式建筑在住宅、學(xué)校、醫(yī)院、展館等方面有了一定經(jīng)驗(yàn)［E，但是系統(tǒng)性地闡述整個(gè)裝配式設(shè)計(jì)流程的文獻(xiàn)較少?；诖耍疚囊陨钲谀稠?xiàng)目為例系統(tǒng)闡述裝配式住宅裝配式設(shè)計(jì)全過程。1工程概況某項(xiàng)目位于深圳市南山區(qū)媽灣片區(qū)開發(fā)19單元內(nèi)的06街坊，東臨媽灣一路，西至自貿(mào)大街，南至深惠城際線，北至海怡大道。建設(shè)用地面積12490.6m?，總建筑面積78313.04m2。住宅建筑面積51500m2，地上最高43層，地下2層，結(jié)構(gòu)體系為框架-核心筒結(jié)構(gòu)；住宅總戶數(shù)377戶，容積率：4.48。裝配式建筑設(shè)計(jì)范圍為4棟住宅塔樓部分，分別為1號樓、2號樓、3A號樓、3B號樓（圖1），預(yù)制構(gòu)件種類為預(yù)制飄窗、預(yù)制外墻、預(yù)制陽臺、預(yù)制內(nèi)墻、預(yù)制樓梯、輕質(zhì)混凝土條板。圖1項(xiàng)目效果圖Fig.1Effectdrawingofproject2裝配式住宅設(shè)計(jì)裝配式住宅不僅要滿足普通住宅的功能，還要便于工業(yè)化生產(chǎn)與施工。預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)以標(biāo)準(zhǔn)化的模數(shù)模塊設(shè)計(jì)為前提，最大限度采用機(jī)械化操作取代大量人工作業(yè)；協(xié)同墻板，樓梯生產(chǎn)線中劃線定位、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等不同工位作業(yè)，協(xié)同建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電不同專業(yè)、不同工位作業(yè)環(huán)節(jié)、不同生產(chǎn)線之間的相互交叉配合，充分發(fā)揮工廠的自動(dòng)化、規(guī)模化生產(chǎn)優(yōu)勢，提高生產(chǎn)加工精度、生產(chǎn)效率和效能；并在構(gòu)件生產(chǎn)過程中采用循環(huán)水養(yǎng)護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)化模具，減少對水資源的浪費(fèi)和對木模板的消耗?；谶@些特點(diǎn)裝配式設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于標(biāo)準(zhǔn)化及各專業(yè)的協(xié)同化、一體化。2.1裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)（1）戶型模塊標(biāo)準(zhǔn)化本項(xiàng)目共4棟住宅樓，由5種標(biāo)準(zhǔn)化戶型模塊組成，分別為A戶型（約192皿）、B1戶型（約125皿）、B2戶型（約124皿）、B3戶型（約120皿）、B4戶型（約120皿）。通過對戶型的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的設(shè)計(jì)研究，結(jié)合室內(nèi)精裝修一體化設(shè)計(jì)，各棟組合建筑平面方正實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡潔，滿足裝配式住宅設(shè)計(jì)體系的原則。（2）預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化4棟住宅樓預(yù)制范圍為地上結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層以上標(biāo)準(zhǔn)層，共采用五種預(yù)制構(gòu)件及輕質(zhì)內(nèi)隔墻。預(yù)制飄窗構(gòu)件共14種；預(yù)制陽臺構(gòu)件共5種；預(yù)制外墻構(gòu)件共5種;預(yù)制內(nèi)墻構(gòu)件共3種；預(yù)制樓梯構(gòu)件共2種（圖2、圖3）。較好實(shí)現(xiàn)了平面的標(biāo)準(zhǔn)化，為預(yù)制構(gòu)件的少種類、多數(shù)量提供了可能。標(biāo)準(zhǔn)層樓層建筑平面規(guī)整，承重墻上下貫通，形體上沒有過大凹凸變化，構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，符合安全、經(jīng)濟(jì)、方便施工的要求。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用預(yù)制飄窗、預(yù)制陽臺、預(yù)制外墻與鋁?，F(xiàn)澆相結(jié)合的裝配式建筑技術(shù)，戶內(nèi)部分內(nèi)墻施工采用預(yù)制內(nèi)墻與輕質(zhì)隔墻板結(jié)合方式，實(shí)現(xiàn)外墻、戶內(nèi)內(nèi)墻免抹灰施工工藝。圖21號樓裝配式方案Fig.2PrefabricatedschemeofBuilding1圖31號樓預(yù)制構(gòu)件平面布置圖Fig.3LayoutplanofprefabricatedcomponentsofBuilding12.2裝配式建筑裝飾裝修設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)機(jī)電裝修一體化是在建筑物施工前進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)、裝修、機(jī)電安裝一體化；將室內(nèi)裝修的設(shè)計(jì)圖紙送進(jìn)工廠加工，將室內(nèi)裝修所使用的產(chǎn)品以工廠化機(jī)械制式生產(chǎn)，以工廠化的穩(wěn)定的流程控制產(chǎn)品的品質(zhì)，現(xiàn)場只做裝配組裝的室內(nèi)裝修方式。采用建筑結(jié)構(gòu)機(jī)電裝修一體化，可以為電氣、給排水、暖通各點(diǎn)位提供精準(zhǔn)定位，不用現(xiàn)場剔槽、開洞，避免錯(cuò)漏碰缺，保證安裝裝修質(zhì)量。一體化室內(nèi)精裝設(shè)計(jì)施工，大規(guī)模集中采購，裝修材料更安全、環(huán)保，標(biāo)準(zhǔn)化的裝修保障了裝修質(zhì)量，避免二次裝修對材料的浪費(fèi)，最大程度的節(jié)約材料。本項(xiàng)目采用全裝修設(shè)計(jì)，保證了裝修品質(zhì)，裝修部品工廠化加工，選材優(yōu)質(zhì)綠色，杜絕了傳統(tǒng)裝修方式在噪聲和空氣上帶來的污染。結(jié)合本項(xiàng)目采用預(yù)制墻體和機(jī)電管線安裝的特點(diǎn)，對機(jī)電管線及內(nèi)部精裝方案進(jìn)行如下深化設(shè)計(jì)（圖4、圖5、圖6）：（1）在建筑設(shè)計(jì)的初期，室內(nèi)設(shè)計(jì)提前介入，針對建筑設(shè)計(jì)中不合理的地方進(jìn)行改造，兩者結(jié)合起來，統(tǒng)一設(shè)計(jì)，如預(yù)制飄窗窗檐高度及凈寬要滿足室內(nèi)空間要求及排水管道預(yù)留孔位置的要求，預(yù)制內(nèi)墻滿足機(jī)電專業(yè)線盒及管線預(yù)留預(yù)埋要求，包括結(jié)合機(jī)電專業(yè)預(yù)留管道等要滿足內(nèi)裝設(shè)計(jì)要求；建筑結(jié)構(gòu)等構(gòu)件加工時(shí)管線、線盒按裝修圖精確預(yù)埋、安裝到位，確保建筑、機(jī)電、裝修一次成活，實(shí)現(xiàn)土建、機(jī)電、裝修一體化。（2）在建筑物施工前進(jìn)行裝修、土建、機(jī)電安裝一體化，對預(yù)留預(yù)埋、機(jī)電管線、點(diǎn)位接口等準(zhǔn)確定位，滿足裝修一次到位要求，保證建筑設(shè)計(jì)與裝修設(shè)計(jì)的一致性，避免對結(jié)構(gòu)墻體的剔鑿，確保結(jié)構(gòu)安全，提高住宅品質(zhì)，室內(nèi)裝修的設(shè)計(jì)圖紙送進(jìn)工廠加工，將室內(nèi)裝修所使用的產(chǎn)品以工廠化機(jī)械制式生產(chǎn)，以工廠化的穩(wěn)定的流程控制產(chǎn)品的品質(zhì)，現(xiàn)場只做裝配組裝，實(shí)現(xiàn)裝修、土建、機(jī)電一體化。"..一，X1■p=—""’匕：匕畀|9#圖4預(yù)制飄窗深化示意圖Fig.4Deepeningdiagramofprefabricatedfloatingwindow-.—rj■-■fIrMAM4lit-圖5預(yù)制陽臺深化示意圖Fig.5Deepeningdiagramofprefabricatedbalcony圖6預(yù)制內(nèi)墻深化示意圖Fig.6Deepeningdiagramofprefabricatedinteriorwall2.3裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本項(xiàng)目采用現(xiàn)澆部分框支抗震剪力墻結(jié)構(gòu)+預(yù)制外掛飄窗（陽臺）的裝配式結(jié)構(gòu)體系，預(yù)制構(gòu)件種類為預(yù)制飄窗、預(yù)制陽臺、預(yù)制樓梯梯段（不含休息平臺）、預(yù)制疊合梁復(fù)合內(nèi)墻、預(yù)制疊合梁復(fù)合外墻，裝配式模板采用鋁合金模板，裝配式內(nèi)墻采用輕質(zhì)混凝土條板，形成一套系統(tǒng)的裝配體系。結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)階段，根據(jù)預(yù)制構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)的連接方式，進(jìn)行了以下幾點(diǎn)考慮：1）預(yù)制飄窗上掛板與現(xiàn)澆梁疊合為一個(gè)整體，施工圖設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮其荷載及其對現(xiàn)澆梁剛度的影響，并在結(jié)構(gòu)主體計(jì)算中考慮。2）預(yù)制內(nèi)墻與周邊結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間采用聚苯板部分隔離，形成弱連接。主體結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)通過對結(jié)構(gòu)周期進(jìn)行折減來考慮其對結(jié)構(gòu)剛度的貢獻(xiàn)。3）結(jié)構(gòu)核心筒部位采用預(yù)制樓梯，已經(jīng)在超限審查報(bào)告中體現(xiàn)，并且已經(jīng)通過超限審查。2.4BIM設(shè)計(jì)本階段所提供技術(shù)資料為設(shè)計(jì)階段原始數(shù)據(jù)，綜合考慮裝配式建筑的特點(diǎn)，BIM應(yīng)用貫穿于項(xiàng)目始終，在項(xiàng)目建造過程中結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目情況綜合應(yīng)用BIM信息化技術(shù)，輔助項(xiàng)目順利進(jìn)行。本項(xiàng)目的BIM應(yīng)用在設(shè)計(jì)階段的主要工作內(nèi)容包括全專業(yè)設(shè)計(jì)建模，包括建筑、結(jié)構(gòu)（圖7）、內(nèi)裝（圖8）、水（圖9）、暖（圖10）、電（圖11）、預(yù)制構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)層施工動(dòng)畫模擬，以及后期輔助于生產(chǎn)、施工階段等。針對本項(xiàng)目拆分出來的預(yù)制構(gòu)件，通過BIM軟件進(jìn)行三維深化設(shè)計(jì)，包括對預(yù)制構(gòu)件內(nèi)的預(yù)制混凝土、鋼筋、預(yù)埋件、機(jī)電預(yù)埋管線等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，完成碰撞檢查無誤后，自動(dòng)生成二維參數(shù)圖紙。標(biāo)準(zhǔn)層施工主要包括預(yù)制飄窗、預(yù)制

墻板（包括內(nèi)、外墻板）、預(yù)制陽臺、預(yù)制次梁、預(yù)制樓梯的安裝，混凝土條板的安裝，現(xiàn)澆部分混凝土的澆筑、機(jī)電管線預(yù)埋等，通過施工動(dòng)畫模擬整個(gè)施工過程，清晰展示出各專業(yè)間的施工組織及技術(shù)要點(diǎn)（動(dòng)畫視頻見視頻文件）。圖7土建模型Fig.7Civilmodel圖8內(nèi)裝模型Fig.8Interiormodel圖9給排水模型Fig.9Watersupplyanddrainagemodel圖10暖通模型Fig.10HVACmodel圖11電氣模型Fig.11Electricalmodel3關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)本項(xiàng)目的裝配整體式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，是在選用可靠的預(yù)制構(gòu)件受力鋼筋連接技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用預(yù)制構(gòu)件與后澆混凝土相結(jié)合的方法，通過連接節(jié)點(diǎn)合理的構(gòu)造措施，將預(yù)制構(gòu)件連接成一個(gè)整體，保證其具有與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)等同的延性、承載力和耐久性能，達(dá)到與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)性能基本等同的效果。其整體性主要體現(xiàn)在預(yù)制構(gòu)件與后澆混凝土之間的連接節(jié)點(diǎn)上，包括接縫混凝土粗糙面及鍵槽的處理、鋼筋連接錨固技術(shù)、設(shè)置各類聯(lián)系鋼筋等。3.1預(yù)制飄窗的設(shè)計(jì)本項(xiàng)目中預(yù)制飄窗通過上部與現(xiàn)澆梁連接，兩側(cè)通過預(yù)留連接筋與柱連接，底部不連接。預(yù)制飄窗構(gòu)件安裝連接節(jié)點(diǎn)如下圖所示：

?14圖12預(yù)制飄窗頂部連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖Fig.12Structuraldetailsofconnectionnodesonthetopof

prefabricatedfloatingwindow圖13預(yù)制飄窗豎向連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖Fig.13Structuraldetailsofverticalconnectionnodeofprefabricatedfloatingwindow圖14預(yù)制飄窗水平向節(jié)點(diǎn)防水構(gòu)造詳圖Fig.14Waterproofstructuredetailofhorizontalnodeof

prefabricatedfloatingwindow3.2預(yù)制陽臺的設(shè)計(jì)本項(xiàng)目中預(yù)制陽臺為全預(yù)制梁式陽臺，通過預(yù)留梁鋼筋、板鋼筋，使陽臺與現(xiàn)澆樓板形成整體，達(dá)到等同現(xiàn)澆的作用。為了加大安全儲(chǔ)備，保證耐久性要求，陽臺板鋼筋按懸挑板式陽臺設(shè)計(jì)，加大板面筋。預(yù)制陽臺構(gòu)件安裝連接節(jié)點(diǎn)如下圖所示:圖15預(yù)制陽臺梁連接節(jié)點(diǎn)Fig.15Connectionnodeofprefabricatedbalconybeam圖16預(yù)制陽臺板連接節(jié)點(diǎn)Fig.16connectionnodeofprefabricatedbalconyslab3.3預(yù)制樓梯的設(shè)計(jì)本項(xiàng)目中樓梯為剪刀剃，采用上端固定，下端鉸接的連接方式。預(yù)制樓梯構(gòu)件安裝連接節(jié)點(diǎn)如下圖所示:iDO圖17剪刀梯滑動(dòng)鉸端安裝節(jié)點(diǎn)Figure17Installationnodeofslidinghingeendofscissorladder

圖18剪刀梯固定鉸端安裝節(jié)點(diǎn)Fig.18fixedhingeendinstallationnodeofscissorladder3.4預(yù)制疊合梁復(fù)合墻的設(shè)計(jì)本項(xiàng)目中預(yù)制疊合梁復(fù)合墻采用上部連接的方式，預(yù)制疊合梁復(fù)合墻構(gòu)件安裝連接節(jié)點(diǎn)如下圖所示:珈瞬圖19預(yù)制外墻豎向節(jié)點(diǎn)防水構(gòu)造詳圖Fig.19waterproofstructuredetailsofprefabricatedexternal

wallverticaljoints圖20預(yù)制外墻水平向節(jié)點(diǎn)防水構(gòu)造詳圖Fig.20Detailedwaterproofstructureofprefabricatedexternalwallhorizontalnode圖21預(yù)制內(nèi)墻豎向節(jié)點(diǎn)及墻體防開裂構(gòu)造Fig.21Verticaljointofprefabricatedinteriorwallandanticrackingstructureofwall圖22預(yù)制內(nèi)墻橫向節(jié)點(diǎn)及墻體防開裂構(gòu)造Fig.22transversejointofprefabricatedinteriorwallandanti-

crackingstructureofwall4結(jié)語通過本項(xiàng)目系統(tǒng)地闡述了裝配式住宅設(shè)計(jì)的過程，包括裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、裝配式建筑裝飾裝修設(shè)計(jì)、裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、BIM設(shè)計(jì)及裝配式關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。在實(shí)際施工過程中，通過處理出現(xiàn)的問題不斷完善構(gòu)件設(shè)計(jì)，優(yōu)化構(gòu)件安裝的流程。此次實(shí)踐表明以裝配式住宅既能滿足建筑使用功能的舒適性，又能保證結(jié)